Работа переключающего устройства

Перевод питания с АБ на генератор и подключение батареи на заряд осуществляется автоматически при достижении генератором определённой частоты вращения. Трёхфазная обмотка генератора вырабатывает переменную ЭДС, частота которой определяется формулой

,

где z_p – число зубцов ротора генератора, n – частота его вращения, об/мин

Датчиком частоты переменной ЭДС является фильтр Ф, принцип работы которого основан на явлении электрического резонанса. Оно состоит в следующем. Если в цепь переменного тока последовательно включить резистор R, катушку L и конденсатор C, то полное сопротивление такой цепи будет равно .

Как известно, ; Из формул видно, что с повышением частоты ЭДС сопротивление катушки растёт, а сопротивление конденсатора уменьшается, с понижением частоты ЭДС наоборот. Можно подобрать значения индуктивности катушки L и ёмкости конденсатора C таким образом, что при некоторой частоте ЭДС X_L = X_C. При этом общее сопротивления цепи станет равным только небольшому активному сопротивлению R. Падение напряжения в данный момент будет наименьшим, ток по этой цепи – максимальным. Наступит резонанс, а частота ЭДС при котором он наступит, называется резонансной частотой.

Фильтр Ф в схеме вагона состоит из трёх конденсаторов С7,С8,С9, двухобмоточного дросселя Др и резистора R16. Он включен между фазами основной обмотки генератора 1С1 и 1С2.

При разгоне вагона, пока частота вращения генератора находится в пределах 0 – 600 об/мин, фильтр имеет большое полное сопротивление, напряжение на его выходе недостаточно для срабатывания электронного реле У4. При дальнейшем увеличении частоты возникает явление резонанса, вследствие чего сопротивление фильтра резко падает, а напряжение на выходе увеличивается. Это вызывает срабатывание электронного реле У4. Замкнувшиеся контакты У4 создают цепь на катушку контактора К1.

Размыкающие контакты К1 отключают цепи потребителей от АБ. Провод 61 (потребители) будут питаться только от + основного выпрямителя через провод 25, шунт амперметра Шн2, провод 43, замыкающий контакт контактора К2, провод 61. Минусовой провод 50 соединён с минусом основного выпрямителя.

Замыкающие контакты К1 создают цепь заряда АБ от генератора: + ВО, провод 25, шунт амперметра Шн1, диоды Д7,Д8, магнитный усилитель МУ, предохранители Пр7, Пр8, штепсельные разъёмы 2С1, 2С3, вольтодобавочная обмотка генератора, штепсельный разъем 2С2, замыкающие контакты контактора К1, предохранитель Пр1, + АБ. Минус АБ соединён с минусом ВО. ВО и ВД (выпрямитель добавочный, состоящий из диодов Д7 и Д8) соединены последовательно, поэтому на заряд АБ идёт суммарное напряжение двух обмоток, равное 60-70 В. Такое повышенное напряжение обеспечивает хороший заряд АБ.

Питание цепей потребителей осуществляется через Шн2, а заряд АБ через Шн1. Переключая тумблер «Нагрузка» в положение «Сеть» или «Бат.» можно подключить амперметр соответственно к шунту 2 или 1.

Переход с АБ на генератор должен происходить при более высокой скорости (большем напряжении генератора), если включены все потребители вагона и на более низкой скорости, если потребители включены частично или выключены. При этом условии размыкание контактора К1 произойдёт без образования дуги и не будет броска напряжения в цепях.

Чтобы обеспечить такую зависимость применяют дроссель, который имеет сердечник и две обмотки.

Рабочая обмотка дросселя включена в состав фильтра и участвует в образовании резонанса напряжений. Подмагничивающая обмотка дросселя включена последовательно в цепь нагрузок. Когда по подмагничивающей обмотке течёт малый ток (нагрузки отключены) резонанс напряжений наступает при меньшей скорости (600 - 800 об/мин). Когда все нагрузки включены (ток 120 А) резонанс наступает при 800 – 1050 об/мин.

Поэтому в учебниках не указывают точную скорость переключения с генератора на батарею, а указывают примерный диапазон (35-45 км/час).